[发明专利]全球地理框架不规则三角网金字塔建模系统及方法

说明书

本发明提出了一种全球地理框架不规则三角网金字塔建模系统及方法，包括：所述不规则三角网地表曲面模型系统进一步包括：数据导入模块、数据管理模块、数据交互模块、金字塔智能化建模模块和数据输出模块；所述三维数字地球平台进一步包括：远程服务器数据读取模块、三维数字地球平台客户端数据动态加载模块、三维数字地球平台客户端数据浏览与可视化分析模块。本发明基于三维不规则曲面特征的自适应原理，所构建的相应各精度层级的金字塔TIN分块模型，与相应精度层级的金字塔DEM分块模型相比，其几何形态特征信息基本保持不变，但是数据量将大大减少。

技术领域

本发明涉及三维数字建模技术领域，特别涉及一种全球地理框架不规则三角网金字塔建模系统及方法。

背景技术

金字塔分层分块建模(瓦片金字塔模型建模)技术的基本原理是：①人类视觉每秒钟最大连续分辨图片帧数不超过一个最大值；②人类视觉针对每一帧图片的最大可分辨像素量不超过一个最大值；③人类视觉在不同远近距离下所看到的图片范围尺寸与最小分辨尺寸成正相关，范围越大最小分辨尺寸越大；④将全球地理框架下的地理信息模型，依据相机距离地球表面的高度，预先构建金字塔层级及分块，相机离地球越远，所看到的视角图片范围越大，视角图片所对应的最小分辨率尺寸越大，视角图片总的像素量保证不变；⑤参照数字影像模型，将地球表面表达为地表数字高程模型(DEM，栅格化的高程点模型)，基于金字塔分层分块建模原理，构建相应的DEM金字塔分层分级模型体系；⑥这样保证在全球地理框架下的三维数字地球系统中，基于不同的相机位置与视角，动态加载与相应视角相匹配的最少数量的、最合适视觉分辨率的各类地理信息模型，达到全球快速三维浏览的目标。

目前主流三维数字地球平台(包括而不局限于Google Earth、Skyline、Arc Globe等)，应用金字塔分层分块建模(瓦片金字塔模型建模)的基本技术原理，已实现全球地理框架下地球表面模型的三维浏览与可视化表达，在三维化的导航、定位、浏览、查询等应用层面上得到了广泛的应用；但是在工程建造工程的勘察、设计、施工、运营的分析与应用，地质灾害专业化分析与应用，气象专业化分析与应用，海洋专业化分析与应用，环境专业化分析与应用，军事专业化分析与应用等领域，一直没有取得实质性应用与进展；究其主要原因在于主流三维数字地球平台中所采用的地表数字高程模型(DEM)是参照图片金字塔分层分块建模原理而实现的栅格化地表模型，在数学上是一个非完备性的栅格模型(即整数化地理模型)，而专业领域所需要的模型必须是完备性的三维不规则三角网曲面模型(即实数化地理模型)。

现有的主流三维数字地球平台只能针对非完备性的栅格地表模型(DEM)构建金字塔分层分块模型，而无法实现不规则三角网地表曲面模型金字塔分层分块模型的缺陷。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种全球地理框架不规则三角网金字塔建模系统及方法。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提供一种全球地理框架不规则三角网金字塔建模系统，包括：不规则三角网地表曲面模型系统和三维数字地球平台，其中，

所述不规则三角网地表曲面模型系统进一步包括：数据导入模块、数据管理模块、数据交互模块、金字塔智能化建模模块和数据输出模块，其中，

所述数据导入模块用于导入多种地表模型数据及测绘数据；

所述数据管理模块用于对所述多种地表模型数据及测绘数据进行存储、分类和调用；

所述数据交互模块用于对数据管理模块中的多种地表模型数据及测绘数据进行调用、选择和精度设置的交互操作；

所述金字塔智能化建模模块用于对所述数据管理模块的多种地表模型数据及测绘数据，以及所述数据交互模块的交互操作，针对选取的地表模型数据或测绘数据构建各精度层级的金字塔TIN分块模型，生成相应的不规则三角网曲面瓦片金字塔模型；